岩土工程勘察中地下水的危害及防治措施

王永刚

摘要：在实际工程中，地下水的流动和变化会引起诸多工程质量问题。因此，摸清地下水的分布和性质，评价地下水对工程质量的影响，并做出合理有效的防治措施在岩土工程勘察中显得尤为重要。笔者根据自己多年实际工作经验，认真分析了地下水的各种危害，并提出了相应的防治措施，为工程地质设计和施工提供第一手的水文地质资料，防止出现不必要的水文地质危害问题。

关键词：岩土工程；地下水；危害；防治措施

Abstract: The author based on their many years of practical work experience, provides a careful analysis of the groundwater hazards and proposes corresponding measures, and provides first-hand hydro geological data for the design and construction of engineering geology, hydro-geological hazards to prevent unnecessary.Key words: geotechnical engineering; groundwater; hazards; control measures

中图分类号：TU195文献标识码：A

0 前言

在实际工程中，很多工程设计和施工人员往往只对岩土的物理性质比较重视，而忽略了岩土的水理性质。在岩土工程勘察规范GB50021- 2001（2009年版） 中，明确了地下水的勘察要求、水文地质参数的测定、地下水作用的评价。为提高工程勘察质量，在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以保证工程的安全。

纵观世界工程史上成功和失败的例子，我们可以看出，在工程的勘察、设计和施工过程中，地下水的存在，对建筑工程有着不可忽视的影响。因此水文地质和工程地质必须紧密联系起来。因为地下水既是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性，又是基础工程的环境，影响建筑物的稳定性和耐久性。二者关系极为密切，互相联系和互相作用。

1 岩土工程勘察中的地下水分析

1.1 岩土工程勘察中地下水的勘察要求

在工程勘察中应根据工程要求，需查明该地区自然地理及地形地貌，地质环境及构造特征。此外，还应通过搜集资料和水文地质勘察工作，查明以下水文地质条件：(1) 区域性气候资料，如降水量、蒸发量、历史最高水位、近3 ～ 5 年最高地下水位、水位变化趋势；地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响。(2) 主要含水层的分布、厚度及埋深，各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度；通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数。(3) 场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响；判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性。

1.2 岩土工程勘察中地下水的评价

在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，总结以往的经验和教训，认为今后在工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容：

(1) 依工程场地所处水文地质情况及岩土性质，因地制宜，重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。若某地区岩土体的含水率高，且夏季降水量大，冬季冻土层厚，那么在工程勘察时，不仅要考虑地下水对岩土体和建(构)筑物的作用和影响，更重要的是研究地表水带来的不利影响。

(2) 工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

(3) 不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响，更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建筑物的反作用。

(4) 应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如：

①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中，水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性；②对选用软质岩石、强风化岩、残积土膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用；③在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂粉土时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。

(5)当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。

(6)在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透性和富水性试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。

2 地下水对岩土工程的危害

由于地质、气候、水文、人类的生产活动等因素的作用，特别是随着高层建筑与深挖工程，地下水位的变化对已有建筑物可能引起各种不良的后果日趋严重。地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的，此外地下水的离子类型及含量也对建筑工程产生影响。由于以往在评价地下水对岩土工程的作用和危害过程中，所做的分析工作和基础设计和施工需要结合不够紧密，更有甚者在建造简单建筑物时自认为地基不需勘察，导致了许多基础破坏和建筑物开裂的事故，总结以往经验教训，在设计和施工前一定要分析水文地质的作用，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

2.1地下水位变化对岩土工程的危害

地下水位变化包括：地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都将对岩土工程造成危害。

(1)地下水位上升引起的岩土工程危害

引起潜水位上升的原因有多种多样，主要有人类活动因素如工程建设施工、工业废水和生活污水的渗透等影响；水文气象因素如气温、降雨量等影响；地质因素如含水层颗粒大小、总体岩性水平变化等的影响。地下水位上升可能引起岩土工程的危害体现在以下几方面。

①引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象，给施工带来很大困难。

②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象，影响其稳定性。

③具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。

④对地下室、地下构筑物的防潮、防湿、防水或稳定性产生影响。

⑤土壤沼泽化、盐渍化，增强岩土及地下水对建筑物腐蚀性。

⑥引起坚硬岩土软化、水解、膨胀、抗剪强度降低，导致建筑物破坏。

（2）地下水位下降引起的岩土工程危害

地下水位的持续下降，不仅影响农业的生产、人民的生活，而且会引起许多岩土工程问题。地下水位的降低大部分是由于人为因素造成的，如大量抽取地下水，对河流进行人工改道，上游筑坝、修建水库截止下游地下水的补给等。地下水位下降可能引起岩土工程的危害体现在以下几方面：

①地下水的过大下降会引发地质灾害，如地裂缝的产生、海水入侵、地表塌陷及地面沉降等。

②地下水的过大下降会引发环境问题，如地下水资源枯竭，地下水中有害离子增多，矿化度增高以及水质恶化等，对人类自身的居住环境造成很大威胁。